JPH09145464A - 赤外線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部から有害な電磁波が入射しても誤動作を
生じさせず、低背化、小型化に対応した赤外線検出器を
得る。 【解決手段】 キャップ４およびベース３に樹脂材を用
い、このベースの樹脂材上に焦電素子等を搭載する構成
とするとともに、キャップ４は導電性樹脂を採用し、外
部からの電磁波の悪影響を防ぐ構成としている。また、
キャップ４とベース３の樹脂材の体積固体抵抗を異なら
せ、キャップ４には比較的導電性の高い材料を用い、ベ
ースには絶縁性の高い材料を用い、ベースの一部を用い
た抵抗Ｒを形成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体検知システム
等に用いられる焦電素子等を用いた赤外線検出器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外線検知素子として例えば焦電素子が
よく知られている。焦電素子は赤外線を受けるとその熱
エネルギーを吸収して温度変化を生じ、自発分極が変化
し、表面に電荷が生じる。このように微少温度変化に比
例して表面に電荷が誘起され、この電荷が外部回路によ
って電流または電圧として検出される。焦電型赤外線検
出器はこのような焦電効果を利用し、人体検出等に用い
られている。

【０００３】従来の赤外線検出器の構成の概要を図４と
ともに説明する。金属製のベース９０の上面に３本のリ
ード端子９１，９２，９３を突出させ、これらリード端
子の上にプリント配線基板８４を３点支持し、さらにこ
の基板の上下面に回路部品８５，８６並びに支持体８
２，８３が搭載され、焦電素子８１をこの支持体上に支
持する。光線入射窓を有する金属製のキャップ９４に平
板上の光学フィルタ９５を接合し、このキャップ９４で
これら各部品を被覆する構成であった。この光学フィル
タ９５はシリコン等の導体あるいは半導体からなる非絶
縁性基板を基体とし、この表裏面の一面もしくは両面
に、赤外線を透過させるための周波数選択性絶縁膜を形
成し、その後所定の大きさ、形状に切断して得られる。
この光学フィルタの外周近傍の焦電素子側が切り欠か
れ、前記絶縁膜下部の非絶縁性基板が露出し、薄肉部分
と厚肉部分を有する切り欠き部を形成している。そして
前記キャップ９４とこの光学フィルタ９５の対向面に、
まずエポキシ樹脂系の絶縁性接合材Ｓ１を塗布し、両者
の接着を行う。次に厚肉部分の切り欠き部に導電性接合
材Ｓ２を塗布することにより、キャップ９４と光学フィ
ルタ９５が電気的接続されかつ機械的接続の強化がなさ
れる。これにより金属性のキャップと光学フィルタが導
通し、電気的なシールドが行える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】赤外線検出器は、上述
のように金属性のキャップあるいはベースを使用するこ
とにより、外部からの有害な電磁波を遮断し、赤外線検
出器の誤動作を防止している。また、金属性のベースか
ら焦電素子、あるいは各種回路部品を電気的に遮断する
ために、ベース上にアルミナやガラスエポキシ樹脂を基
材としたプリント配線基板を搭載した構成を採用してい
る。ところがベースの金属とプリント配線基板の熱膨張
係数が異なるため、ここから歪みが生じることがある。
これを防止するために、上述のようにプリント配線基板
をリード端子の上部で浮設する構成を採用したり、ベー
スとプリント配線基板の間に緩衝材を介在させる工夫が
なされていた。ところが、このような構成は、構成部品
が全体として多くなることも相まって、全体としてコス
ト安が実現できず、また、赤外線検出器の全高が高くな
ってしまい、近年の電子部品の小型化に対応できないこ
とがあった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、外部から有害な電磁波が入射しても誤動作
を生じさせず、低背化、小型化に対応した赤外線検出器
を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による赤外線検出器は、キャップおよびベ
ースに樹脂材を用い、このベースの樹脂材上に焦電素子
等を搭載する構成とするとともに、キャップは導電性樹
脂を採用し、外部からの電磁波の悪影響を防ぐ構成とし
ている。また、キャップとベースの樹脂材の体積固体抵
抗を異ならせ、キャップには比較的導電性の高い材料を
用い、ベースには絶縁性の高い材料を用いればよい。ベ
ースの樹脂材の上面には電極配線がなされるが、この樹
脂材上の前記電極配線の一部を切除し、ベースの一部を
用いた抵抗を形成してもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明による赤外線検出器は、焦
電素子を搭載し、複数の外部導出端子を有し、樹脂材か
らなるベースと、この赤外線検出素子を被覆するととも
に、この赤外線検出素子に検出すべき赤外線を入射させ
る光線入射窓を有する導電性樹脂からなるキャップと、
この光線入射窓に取り付けられ、特定範囲の赤外線波長
を透過する赤外線透過フィルタとを少なくとも具備した
構成である。ベースにはリード端子と電気的接続を行う
ための電極配線がなされている。ベースとキャップは樹
脂材であるので、両者の接合は接着剤、超音波等による
溶融等を用いることができる。ベースに用いる体積固有
抵抗は、例えば１０⁹〜１０¹²Ωｃｍ²であるのに対し
て、キャップに用いるそれは１０^-3〜１０²Ωｃｍ²と導
電性を有する構成とすればよい。

【０００８】上記構成によれば、キャップには充分な導
電性が与えられているので、外部からの電磁波をシール
ドし、その悪影響を防ぐ構成としている。また樹脂材か
らなるベース上に電極配線を行い、支持体を介した焦電
素子や、ＦＥＴやコンデンサ等の回路部品を、プリント
配線基板等を介在させることなく、ベースに直接搭載す
ることができる。従って、全体として部品点数が少なく
て済み、電子部品の低背化、小型化に寄与できる。

【０００９】また、請求項２に示すように、ベースが絶
縁性樹脂材からなり、この樹脂表面に電極配線を行うと
ともに、この樹脂材上の前記電極配線の一部を切除し、
この切除部分により樹脂材を用いた抵抗を形成した構成
としてもよい。上述したように体積固有抵抗を１０⁹〜
１０¹²Ωｃｍ²とすることにより、樹脂材自体を抵抗素
子とすることができる。抵抗値は電極配線の切除部分の
寸法と樹脂材の固有抵抗値に依存するため、両者を考慮
して所望の抵抗値となるよう設計すればよい。

【００１０】このような構成により、ベースの樹脂材へ
の電極配線時に回路部品の一つである抵抗を形成するこ
とができるので、回路部品の搭載を一部割愛することが
でき、全体としてコスト安を実現できる。

【００１１】また、請求項３に示すように、上記赤外線
検出器において、ベースが絶縁性樹脂材からなり、この
樹脂材の表面あるいは内部にシールド電極を設け、この
シールド電極は接地されている構成としてもよい。この
シールド電極は、一定の面積を有する構成がシールド効
果の面から好ましい。また、シールド電極を格子状に形
成してもよい。

【００１２】このような構成により、外部からの有害な
電磁波を確実にシールドすることができる。

【００１３】

【実施例】

第１の実施例 本発明による第１の実施例を焦電型赤外線検出器を例に
取り、図面とともに説明する。図１は焦電型赤外線検出
器の断面図である。赤外線検出素子となる焦電素子１は
チタン酸鉛系の焦電性を有するセラミックからなり、板
厚方向に分極処理され、かつ矩形形状に切断加工されて
いる。この焦電素子１の表面には、金属材料（Ｃｒある
いはＮｉ−Ｃｒ等）からなり、互いに共通接続された２
つの受光電極１１が設けられており、裏面においては図
示していないが、上記受光電極に対応した金属膜電極
（Ａｇ等）が設けられている。

【００１４】この焦電素子１は絶縁性プラスチックから
なるベース３上に支持体２１，２２を介して搭載されて
いる。このベース３はその中央部分に凹部３ａが設けら
れ、この凹部にＦＥＴ，コンデンサ等の回路部品が収納
されている。ベースの上面には電極配線７（一部しか図
示していない）が印刷され、前述の支持体、後述の回路
部品等が適宜電気的接続されるよう構成されている。ま
た、ベース３にはリード端子３１，３２，３３が植設さ
れており、その上部が電極配線と電気的に接続されてい
る。図２は、図１で示した赤外線検出器のキャップを取
り付ける前の平面図であるが、この図に示すように、電
極配線７を一部切除することにより、この間に抵抗Ｒを
形成している。

【００１５】これら各構成要素を封止するキャップ４は
導電性プラスチックからなり、上面には光線入射窓４１
が設けられている。この光線入射窓４１の内方に取り付
けられる赤外線透過フィルタ５は、例えばシリコン等の
赤外線透過材料からなる非絶縁性基板５１の表裏面に特
定の赤外線のみを透過させるための多層光学膜５２を形
成した構成であり、かつ、この光学赤外線透過フィルタ
の外周近傍の焦電素子側が切り欠かれ、前記多層光学膜
５２下部の非絶縁性基板５１が露出し、薄肉部分と厚肉
部分を有する切り欠き部５ａを形成している。そして前
記キャップ４とこの光学フィルタ５の対向面に、まずエ
ポキシ樹脂系の絶縁性接合材Ｓ１を塗布し、これらを当
接させ機械的に予備接着を行う。ここで用いた絶縁性接
合材Ｓ１は塗布量が多くても、その表面張力より前記切
り欠き部５ａの薄肉部のエッジ部分で止まる。そして、
次に厚肉部分の切り欠き部５ａに導電性接合材Ｓ２を塗
布することにより、キャップ４と光学フィルタ５が電気
的接続されかつ機械的接続の強化がなされる。このよう
に導電性接合材を用いることにより、外部からの不要な
電磁波を遮断する効果が得られる。なお、接合材は導電
性接合材のみで電気的機械的接合を行ってもよい。ま
た、光学フィルタは切り欠き部を形成しない通常の断面
（側面）のものであってもよい。そしてベースとキャッ
プとを接着剤等によって接合し、焦電型赤外線検出器が
完成する。なお、キャップ４はリード端子の一つと電気
的に接続され、接地されている。

【００１６】第２の実施例 本発明は表面実装型の赤外線検出器に適用できる。この
適用例を第２の実施例として図３とともに説明する。第
１の実施例と同じ構成部分については同番号を用いて説
明するとともに、説明を一部割愛する。ベース３は絶縁
性セラミックからなり、その底面に３つの引出電極３
４，３５，３６が引き出されている。このうち引出電極
３６はアース電極として機能する。これら各引出電極は
ベース上面に設けられた焦電素子１あるいは回路部品６
１，６１と電気的に接続されている。また、ベース内部
には平面的に大きな面積を占め、引出電極３４，３５と
短絡しないシールド電極３７が設けられており、このシ
ールド電極は導電接合部Ｃでキャップ４に導電接合され
るとともに、引出電極３６と電気的に接続され、これら
は接地されている。他の構成部分については第１の実施
例と同じである。

【００１７】この実施例によれば、表面実装型の赤外線
検出器が得られ、また、導電性の良好なキャップとベー
ス内部に設けられたシールド電極により、多角的な外部
からの電磁波をシールドし、その悪影響を防ぐ構成とし
ている。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、キャップには充分な導
電性が与えられているので、外部からの電磁波をシール
ドし、その悪影響を防ぐことができ、誤動作の少ない赤
外線検出器を得ることができる。また樹脂材からなるベ
ース上に電極配線を行い、支持体を介した焦電素子や、
ＦＥＴやコンデンサ等の回路部品を、プリント配線基板
等を介在させることなく、ベースに直接搭載することが
できる。従って、全体として部品点数が少なくて済み、
電子部品の低背化、小型化に寄与できる効果を得ること
ができる。

【００１９】また、請求項２に示す構成によれば、ベー
スの一部を回路部品（抵抗）として利用しているので、
回路部品の搭載を一部割愛することができ、全体として
コスト安の赤外線検出器が提供できる。

【００２０】また、請求項３に示す構成によれば、上述
の効果に加えて、外部からの有害な電磁波を確実にシー
ルドすることができ、信頼性の高い赤外線検出を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す図

【図２】第１の実施例を示す図

【図３】第２の実施例を示す図

【図４】従来例を示す図

【符号の説明】

１，８１ 焦電素子（赤外線検出素子） ３，９０ ベース ３１，３２，３３，９１，９２，９３ リード端子 ４，９４ キャップ ５，９５ 光学フィルタ ５ａ 切り欠き部 ７ 電極配線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦電素子を搭載し、複数の外部導出端子
   を有し、樹脂材からなるベースと、この赤外線検出素子
   を被覆するとともに、この赤外線検出素子に検出すべき
   赤外線を入射させる光線入射窓を有する導電性樹脂から
   なり、接地されるキャップと、この光線入射窓に取り付
   けられ、特定範囲の赤外線波長を透過する赤外線透過フ
   ィルタとを少なくとも具備した赤外線検出器。
2. 【請求項２】 ベースが絶縁性樹脂材からなり、この樹
   脂表面に電極配線を行うとともに、この樹脂材上の前記
   電極配線の一部を切除し、この切除部分により樹脂材を
   用いた抵抗を形成したことを特徴とする請求項１項記載
   の赤外線検出器。
3. 【請求項３】 ベースが絶縁性樹脂材からなり、この樹
   脂材の表面あるいは内部にシールド電極を設け、このシ
   ールド電極は接地されていることを特徴とする請求項１
   項，２項記載の赤外線検出器。